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文章來源:網(wǎng)上搜集 訪問2769次 2015-07-17 09:38:47 |
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金屬材料用于建筑,特別是屋頂,首先應(yīng)用的是銅,依次開發(fā)使用的是表面處理過的鋼板、鋁、不銹鋼和鈦。隨著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,人們對城市建筑物的要求,特別對建筑物的美觀性要求越來越高。隨著建筑材料工業(yè)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展,近年來建筑師追求使用比傳統(tǒng)材料更高級的新型建筑材料。鈦金屬具有許多常優(yōu)異性能,完全滿足對建筑材料的許多特殊性能要求,因而倍受建筑師和建筑業(yè)的青睞。 一、鈦金屬非常適合用于建筑上 純鈦具有中等強(qiáng)度和優(yōu)異的焊接性能,它最適合于建筑物的屋頂和墻面。Ti-15-3合金具有高強(qiáng)度,用于建筑物的各種支架和橫梁。最近興起的超越不銹鋼標(biāo)牌加工方法和技術(shù)都用于剪切、成型機(jī)加和鈦的連接。鈦材能夠采用通用的TIG焊接工藝進(jìn)行組件之間的連接,而且鈦材可自我恢復(fù)的氧化膜可以防止焊接受到破壞。此外,采用二次加工技術(shù)和根據(jù)客戶的需要對鈦材的表面進(jìn)行加工,諸如蝕刻、壓花、旋壓、噴砂、噴丸、電鍍和打孔等。作為一種建筑材料,鈦材不但擁有自然光澤,而且經(jīng)氧化能呈現(xiàn)不同彩, 加之其耐蝕性優(yōu)越,不需要鍍一層防腐膜,由于鈦材的反射率較小,并呈現(xiàn)淡銀灰色,故其自然色澤令人滿意,鈦材經(jīng)過退火和酸洗后,表面熠熠生輝。采取對金屬進(jìn)行陽極氧化以及氧化前對表面自然光澤進(jìn)行調(diào)整的方法來改變色調(diào),以滿足客戶對顏色的要求。鈦的氧化膜是鈦金屬表面與空氣/水發(fā)生反應(yīng)而形成的。和不銹鋼和鋁的表面相比, 鈦材突出的耐蝕性正是該層氧化膜,鈦材表面的不同顏色取決于氧化膜的不同厚度(<10nm,銀色;12nm,金色;20nm,棕色;35nm,藍(lán)色),通過調(diào)整氧化膜厚度以及鈦材表面光澤度,可以使建筑用鈦材的表面呈現(xiàn)多姿多彩的外觀。建筑用鈦材的表面結(jié)構(gòu)多樣,從柔軟、粗糙到銀光閃閃的表面應(yīng)有盡有,經(jīng)過陽極氧化處理后,其色彩和澤不會消退,氧化膜會增厚,這樣,因光的干涉彩虹原理就產(chǎn)生了顏色,光線穿過這層氧化膜時,一部分會被反射,一部分被折射,一部分被吸收,反射光線的相位不同,產(chǎn)生干涉表面就呈現(xiàn)不同顏色,為了保持鈦材在建筑上使用時顏色的穩(wěn)定性,在實際生產(chǎn)中要考慮表面光澤控制技術(shù),即退火和酸洗狀況的調(diào)節(jié)可以從光澤監(jiān)測裝置反饋檢測結(jié) 果來調(diào)節(jié)退火(溫度、時間)和酸洗(溫度、時間、酸配比)的狀況。 二、鈦金屬在建筑上的應(yīng)用日本是首先將鈦應(yīng)用于建筑物的國家,也是在建筑物上應(yīng)用鈦最多的國家,主要是應(yīng)用于建筑物的屋頂,其次是大廈的幕墻、港灣設(shè)施、橋梁、海底隧道、外壁、裝飾物、小配件類、立柱裝飾、外裝、紀(jì)念碑、標(biāo)牌、門牌、欄桿、管道、防蝕被覆等。英國、法國、美國、西班牙、荷蘭、加拿大、比利時、瑞士均有建物使用鈦金屬作屋頂和幕墻的范例,瑞典、新加坡和埃及等國家在的一些新建筑上開始使用鈦金屬。1997年西班牙畢爾巴鄂市的古根海姆博物館就是采用鈦金屬板構(gòu)造出去曲面的建筑造型。阿布扎比機(jī)場也選用了鈦,且用量近百噸,該機(jī)場是世界上第一將鈦作為建筑結(jié)構(gòu)材料使用。 我國最先提出應(yīng)用鈦金屬的建筑是國家大劇院,最先應(yīng)用的是杭州大劇院。應(yīng)用鈦金屬的建筑還有中國有色工程設(shè)計研究總院大門廳、杭州臨平東來第一閣、上海馬戲雜技場屋頂和大連圣亞極地世界等。用于城市雕塑的有陜西省寶雞市河濱公園內(nèi)的鈦雕塑"海豚與人"、河北省邢臺市中心廣場的鈦雕塑"乾坤球"、陜西省寶雞市步行街的鈦雕塑"雄雞報曉"等。 三、鈦金屬應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)分析鈦金屬在建筑上的應(yīng)用僅有30年的歷史,圍繞鈦建材的制作、表面處理工藝和設(shè)計使用尚有許多課題需要研究,特別是研究開發(fā)低成本制作和表面處理工藝是亟待解決的課題,建筑一次投資成本和長期維護(hù)成本的綜合平衡也應(yīng)當(dāng)納入人們的視野。 我國鈦金屬生產(chǎn)技術(shù)基本成熟,生產(chǎn)設(shè)計規(guī)模很大,但銷售市場不大,經(jīng)濟(jì)效益不理想,主要是缺少客戶滿意的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能好的產(chǎn)品。我國目前的建筑用鈦現(xiàn)狀如下: 1.產(chǎn)品單一。作為結(jié)構(gòu)材料,沒有足夠的品種以供使用者選擇。作為表面裝飾材料,目前我國沒有形成較大的鈦合金表面處理規(guī)模,還停留在手工作坊生產(chǎn)方式階段,這不利于大面積使用鈦作為裝飾用材。 2.品位低。沒有較高品質(zhì)的產(chǎn)品,更沒有鈦復(fù)合材料的大量供應(yīng),只能生產(chǎn)一些模型、城雕、工藝品等,沒有品位較高的表面裝飾材料及其生產(chǎn)手段。 3.價格高。由于沒有穩(wěn)定的高品質(zhì)的產(chǎn)品,不可能有大面積的廣泛應(yīng)用,導(dǎo)致使用量小、價格高,更不利于推廣使用。 4.設(shè)計者因素。我國沒有類似職業(yè)培訓(xùn)制度,新材料發(fā)明后沒有在建筑設(shè)計師思維中儲存下來,導(dǎo)致在建筑原創(chuàng)設(shè)計圖很少把鈦金屬設(shè)計進(jìn)去,用途就顯然少了。
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